在304不锈钢表面预置不同质量分数的Fe60和WC复合粉末，采用光纤激光加工系统制备金属-陶瓷复合熔覆层。分别从宏观形貌、微观组织、物相分析、硬度分布等角度研究涂层的组织结构及性能。结果表明：复合熔覆层冶金结合良好，过渡区、热影响区生成CrC及WCx等硬质相，提高了熔覆层的硬度，对复合涂层力学性能有显著影响；当WC的质量分数比例为3%时，熔覆涂层的平均硬度为995 HV，约为304不锈钢基体的5倍，且高于其他质量分数比例的复合熔覆层。

5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板(PCB)具有集成化、微型化的特点，这通常要求介质基板材料具有高的介电常数(Dk)，低的介电损耗(Df)以及趋近于零的介电常数温度系数(α)。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能，是目前最有前途的解决方案。然而，陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛(TiO2：Dk约为110，Df约为0.001，α约为-700×10-6 ℃-1)作为研究对象，利用水热法合成了纳米级TiO2前驱体，通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO2填料进行表面改性处理，极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外，通过掺杂Al2O3调控了TiO2填料的α，当填料中Al2O3的质量分数为20%时，所制备复合基板综合介电性能优异：在25 ℃，10 GHz下的Dk=10.2，Df=0.001 9，α= -405×10-6 ℃-1。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。

在保温领域中, SiO2气凝胶以其突出的性能而备受关注, 但有机硅源的制备成本高,限制了其推广和应用。为了降低生产成本, 研究人员将目光投向了无机硅源, 但无机硅源制备SiO2气凝胶时需要进行繁琐的溶剂置换。为解决溶剂置换的弊端, 本文以煤矸石为原料, 采用新型的液-液溶剂置换法并联合低温活化法来制备超疏水SiO2气凝胶。研究表明, 当活化温度为200 ℃、矸酸比为1.0∶1.0(固体质量和液体体积之比)、滤渣与NaOH溶液比值为1.0∶1.0(固体质量和液体体积之比)时活化条件最佳, 制备的SiO2气凝胶具有独特的三维网络结构、高比表面积(687.7 m2/g)、超疏水性(161.9°)和低密度(0.034 g/cm3)。此方法为无机硅源制备SiO2气凝胶提供了新思路, 并显著降低了制备SiO2气凝胶的成本。

针对混凝土用人造骨料表面疏松多孔和水泥浆体结合能力不足的问题, 提出包覆和表面疏水特性修饰的新方法处理人造骨料。试验将不同质量分数的硅烷偶联剂溶液与有机硅树脂联合改性应用于碳化养护的人造骨料, 研究改性方法对人造骨料吸水率、颗粒强度、骨料-水泥砂浆黏结强度等性能的影响规律, 利用细观/微观测试分析方法表征改性前后人造骨料的微观结构以及人造骨料与水泥砂浆的界面形貌。结果表明, 较单一使用化学溶液改性人造骨料, 联合改性方法可显著优化人造骨料的表面微观结构, 提升骨料性能, 骨料吸水率可降低至1.74%。当硅烷偶联剂质量分数为5%时, 人造骨料表面形成厚度合适的改性层, 人造骨料与水泥砂浆的结合程度显著提升。

锂金属凭借其质量比容量高、电极电位低, 有望成为新一代高能电池体系最有潜力的负极材料之一。然而, 在循环过程中不可控的锂枝晶生长、死锂的形成, 以及体积膨胀等问题, 不仅会降低电池循环过程中的稳定性, 甚至引发安全隐患, 严重限制了锂金属负极的实际应用。3D集流体在缓解/抑制锂金属负极在循环过程中的体积变化、延缓锂枝晶生长、降低局部电流密度,以及提高库仑效率等方面起着重要作用。然而, 在实际过程中, 单纯的3D集流体使用性能并不理想, 需要对其进一步改性。本文从表面改性(表面包覆、表面掺杂、表面化学处理)和梯度化设计出发, 综述了3D集流体在锂金属电池中的应用研究进展, 并详细分析了其对锂金属电池的性能影响, 最后进行了总结和展望。

纤维增强复合材料的力学性能主要受到纤维性能、树脂性能以及纤维与树脂间的复合材料界面性能影响。在实际应用中, 纤维表面改性是增强纤维和基体之间结合力, 拓展应用领域的关键。本文综述了国内外玄武岩纤维的几种改性工艺, 总结了各种表面改性方法的作用机理及其改性效果, 并简要介绍了玄武岩纤维的性质及应用。研究发现, 玄武岩纤维经过改性后, 其性能均有所改善, 如表面活性提高、强度增大、界面黏结力增强等, 这有利于其作为增强体制备各种性能优异的复合材料, 从而应用于土木建筑、汽车船舶、石油化工、航空航天等领域。此外, 本文最后还指出了玄武岩纤维改性领域目前存在的主要问题, 并对未来该领域研究发展方向做出展望。

为分析体育器械用镁合金材料的激光表面改性处理效果，对镁合金材料预处理，确定激光熔凝处理工艺，计算镁合金材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，并建立研究期内检测数据的数据库，使用SPSS17.0软件统计分析数据结果。结果显示，当激光熔凝改性处理采用的激光功率为3 kW时，改性镁合金材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性效果提升最为明显。试验表明，激光熔凝处理会加强镁合金材料表面的硬质含量、强化沉淀作用，细化α-Mg晶粒，减小β相之间的间距，形成更致密的Al2O3氧化膜，促使镁合金材料中的杂质元素分布更为均匀，从而提高镁合金材料表面的物理、化学和力学性能，提升镁合金材料的硬度、耐腐蚀性及耐磨性。